Enfriamiento radiativo
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El enfriamiento radiativo es el proceso por el cual un cuerpo pierde calor mediante radiación térmica.
Enfriamiento superficial nocturno
En el sistema de la atmósfera terrestre, el enfriamiento por radiación es el proceso por el que se emite radiación de onda larga (infrarroja) para equilibrar la absorción de energía de onda corta (luz visible) procedente del Sol.
El mecanismo exacto por el cual la Tierra pierde calor es más complejo de lo que a menudo se describe. El transporte por convección del calor sensible y el transporte por evaporación del calor latente son fundamentales para eliminar el calor de la superficie y redistribuirlo en la atmósfera. El transporte radiativo puro es más relevante en las capas altas atmosféricas. La variación diurna y geográfica añade complejidad al proceso.
La circulación a gran escala de la atmósfera terrestre se debe a la diferencia en la radiación solar absorbida por metro cuadrado, ya que el Sol calienta más la Tierra en la zona intertropical (principalmente por factores geométricos). La circulación atmosférica y oceánica redistribuye parte de esta energía como calor sensible y latente, tanto mediante el flujo medio como a través de remolinos (conocidos como ciclones en la atmósfera). Como consecuencia, los trópicos irradian menos energía al espacio de la que lo harían sin circulación, mientras que los polos irradian más. Sin embargo, en términos absolutos, los trópicos irradian más energía al espacio que los polos.
El enfriamiento radiativo es común en noches despejadas, cuando el calor se irradia al espacio desde la superficie terrestre o desde la piel de un observador. Este efecto es bien conocido entre los astrónomos aficionados y puede percibirse personalmente en una noche sin nubes. Para apreciarlo, se puede comparar la sensación al mirar directamente al cielo nocturno despejado durante unos segundos con la de interponer una hoja de papel entre el rostro y el cielo. Dado que el espacio exterior irradia a una temperatura aproximada de 3 kelvins (-270 °C) y la hoja de papel lo hace a unos 300 kelvins (temperatura ambiente), el papel irradia más calor hacia la cara que el propio cosmos, por lo que este último se percibe como más frío. Este efecto se ve mitigado por la atmósfera terrestre, especialmente por el vapor de agua que contiene, haciendo que la temperatura aparente del cielo sea mucho más cálida que la del espacio exterior. Es incorrecto afirmar que la hoja "bloquea el frío" del cielo nocturno; en realidad, la hoja irradia calor hacia el rostro, de manera análoga a como lo hace una fogata, siendo la diferencia que la fogata está varios cientos de grados más caliente que el papel.
El mismo mecanismo de enfriamiento radiativo puede provocar la formación de escarcha o hielo negro en superficies expuestas al cielo nocturno, incluso cuando la temperatura ambiente no desciende por debajo del punto de congelación.
Estimación de Kelvin de la edad de la Tierra
El término enfriamiento radiativo se emplea generalmente para procesos locales, aunque los mismos principios se aplican al enfriamiento a escala de tiempo geológico. Este enfoque fue utilizado por primera vez por William Thomson (Lord Kelvin) para estimar la edad de la Tierra, aunque su cálculo ignoró el calor sustancial liberado por la desintegración radiactiva de radioisótopos, un fenómeno desconocido en su época.
Astronomía
El enfriamiento radiativo es una de las pocas formas en que un objeto en el espacio puede liberar energía. En particular, las enanas blancas ya no generan energía por fusión nuclear ni por contracción gravitacional, y carecen de viento solar. Por lo tanto, el único mecanismo que modifica su temperatura es el enfriamiento radiativo. Esto hace que la temperatura de estos objetos en función del tiempo sea muy predecible, lo que permite a los astrónomos deducir su edad a partir de su temperatura observada.[1][2]
